3.1.3连续分配管理方式

目录

知识总览

1 单一连续分配

2 固定分区分配

3 动态分区分配

3.1 系统用什么样的数据结构记录内存的使用情况？

3.2 系统怎么对多个空闲分区进行分配

3.3 如何进行分区的分配与回收操作

总结

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知识总览

1 单一连续分配

        定义： 单一连续分配是一种简单的内存分配策略，其中整个物理内存区域被分配给一个单一的进程。

        方法： 操作系统在启动时将整个可用内存分配给运行的主程序，直到程序执行结束或终止。这种方法适用于早期的计算机系统，其中一次只能执行一个程序。

        优点： 实现简单，没有外部碎片。

        缺点： 浪费内存，不支持多任务处理。

2 固定分区分配

        定义：固定分区分配将内存分割成固定大小的区域，每个区域可以分配给一个进程。

        方法：操作系统为每个分区分配一个进程，进程的大小必须与分区大小匹配或小于分区大小。这通常涉及到分区表的维护。

        优点：减少了对内存的浪费，支持多任务处理。

        缺点：可能会导致内存碎片。

3 动态分区分配

        定义： 动态分区分配是一种灵活的内存分配策略，其中内存被动态划分为变大小的区域以适应进程的大小。

        方法： 当一个进程加载时，操作系统动态地为其分配内存块。当进程终止时，释放的内存块被合并以防止内存碎片。

        优点： 更灵活，减少内存浪费，支持动态增长的进程。

        缺点： 可能会导致外部碎片，而且需要复杂的内存管理机制。

3.1 系统用什么样的数据结构记录内存的使用情况？

        系统通常使用一种数据结构来记录内存的使用情况，这种数据结构称为"空闲分区表"（Free Space Table）或"空闲块链表"（Free Block Linked List）。

        这表是一个记录了可用内存块的列表，每个条目包含了内存块的起始地址和大小。系统会维护这个表以跟踪内存中哪些部分是空闲的。

3.2 系统怎么对多个空闲分区进行分配

四种动态分区分配算法

        首次适应算法（First Fit）：首次适应算法是最简单的动态分区分配算法之一。它从内存的起始位置开始搜索，找到第一个能够容纳所需内存大小的空闲分区。这个分区大小至少要等于所需内存的大小。这种算法的优点是实现简单快速，但可能会导致内存碎片化，使得大型空闲分区难以分配。

        最佳适应算法（Best Fit）：最佳适应算法会寻找最小的能够容纳所需内存大小的空闲分区。这样可以最大限度地减少内存碎片，但可能导致空闲分区的利用率不高，因为可能会留下许多小的不可用空间。

        最差适应算法（Worst Fit）：最差适应算法选择最大的空闲分区来分配所需内存大小。这样做会导致大型空闲分区被分割成更小的碎片，增加了内存碎片化的可能性。这个算法可以用来减少外部碎片，但可能会导致内存利用率较低。

        循环首次适应算法（Next Fit）：循环首次适应算法是首次适应算法的变体，它从上次分配位置开始搜索。这样做可以减少搜索的时间，但可能会导致内存中的空闲分区分布不均匀。

3.3 如何进行分区的分配与回收操作

        分配操作：当系统找到适当的空闲分区后，它将该分区分配给请求内存的进程。此时，系统需要更新空闲分区表，标记已分配的部分，并可能分割剩余的空闲部分。

        回收操作：当进程终止或释放分配的内存时，系统需要回收内存块。这涉及到将被释放的内存块合并到空闲分区表中，并标记为可用。

        为了提高性能，系统可能会合并相邻的空闲块以减少碎片。这也可能导致内部碎片，但通常会减小外部碎片。

总结